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● Plaque en titane grade 2 et grade 12 : principales différences

● Pourquoi le grade 12 est-il envisagé pour la corrosion caverneuse due aux chlorures chauds ?

● Niveau 2 : un choix pratique pour les emplacements de FGD appropriés

● La résistance à la corrosion du titane a des limites : le film passif compte

● Grade 7 et autres qualités de titane résistantes à la corrosion

● Soudage Grade 2 et Grade 12 : évaluez l’ensemble du joint

● Collecte d'hydrogène : inclure les conditions de nettoyage et d'arrêt

● Un flux de travail pratique de sélection des matériaux pour les tours FGD

>> 1. Divisez le système en zones de service

>> 2. Définir les conditions normales et perturbées

>> 3. Écran de niveau 2, niveau 12 et alternatives

>> 4. Examiner ensemble les plaques, les soudures, le formage et le code de conception

>> 5. Précisez le forfait d'achat

● Coût du cycle de vie : comparez la solution installée, pas seulement le prix des plaques

● Questions fréquemment posées

>> Le grade 12 est-il toujours meilleur que le grade 2 pour les tours FGD ?

>> Dans quelle mesure la résistance à la traction minimale du grade 12 est-elle supérieure ?

>> L'allongement inférieur du grade 12 affecte-t-il le formage ?

>> Pourquoi un designer pourrait-il plutôt choisir la 7e année ?

>> La résistance à la traction minimale peut-elle être utilisée comme contrainte de conception admissible ?

>> Que faut-il vérifier avant de commander une plaque en titane ?

● Références

La sélection de plaques de titane pour les tours de désulfuration nécessite d'adapter l'alliage à la chimie, à la température et à la géométrie de chaque zone de service. Le titane de grade 2 (UNS R50400) est du titane commercialement pur, apprécié pour sa formabilité et ses pratiques de fabrication établies. Le titane de grade 12 (UNS R53400), nominalement Ti-0,3Mo-0,8Ni , a une résistance minimale plus élevée et est destiné à améliorer la résistance à la corrosion caverneuse en service avec du chlorure chaud. TIMET décrit le grade 12 comme étant plus résistant que le grade 2, avec une amélioration significative de la résistance à la corrosion caverneuse dans les saumures chaudes. [firmétal ]

Ces différences sont importantes dans les équipements de désulfuration des gaz de combustion humides (FGD). Les chlorures, les dépôts, les crevasses, les solutions de nettoyage et les conditions d'arrêt peuvent varier au sein d'une même tour. Ce guide compare les qualités, explique où la qualité 12 mérite une attention particulière et décrit ce que les ingénieurs, les fabricants et les acheteurs doivent spécifier.

> Note technique : Les valeurs mécaniques ci-dessous sont des minimums de référence et non des contraintes de conception admissibles. Confirmez la norme et l'édition de produit applicables, la forme du produit, l'épaisseur, le rapport d'essai de matériaux certifié et les exigences du code de construction avant la conception ou l'approvisionnement.

Plaque en titane de grade 2 et de grade 12 : principales différences

Facteur	Grade 2 (UNS R50400)	Grade 12 (UNS R53400)
Type de matériau	Titane commercialement pur	Alliage de titane, nominalement Ti-0,3Mo-0,8Ni
Résistance minimale à la traction, référence	345 MPa (50 ksi)	483 MPa (70 ksi)
Limite d'élasticité minimale de 0,2 %, référence	275 MPa (40 ksi)	345 MPa (50 ksi)
Allongement minimum, référence	20%	18%
Avantage de sélection principal	Formabilité et pratiques de fabrication établies	Résistance supérieure et résistance améliorée à la corrosion caverneuse dans les saumures chaudes par rapport au titane non allié firmetal
Objectif de dépistage des groupes de discussion	Service oxydant ou quasi neutre approprié, sous réserve d’un examen de la corrosion	Zones de chlorure chaud, crevasses et dépôts justifiant une évaluation détaillée de la corrosion
Considération de fabrication	Qualifier les procédures de formage et de soudage du composant	Tenir compte d'un allongement légèrement inférieur et qualifier les procédures de formage et de soudage

La résistance à la traction minimale de grade 12 indiquée ici est environ 40 % supérieure au minimum de référence de grade 2. Son allongement minimum est inférieur de deux points de pourcentage : 18 % contre 20 %. Cette différence ne détermine pas à elle seule la formabilité, mais elle doit être prise en compte lors de la définition des rayons de courbure, des procédures de laminage et de formage de la tête, des limites de travail à froid et des contrôles du retour élastique.

Ces valeurs sont des minimums de référence et ne doivent pas être utilisées comme contraintes admissibles . Les valeurs de conception réelles dépendent des spécifications du produit applicable, de la forme et de l'épaisseur, de la température et du code de construction. Pour les composants résistant à la pression, utilisez la contrainte de conception spécifiée par le code en vigueur.

Pourquoi le grade 12 est-il envisagé pour la corrosion caverneuse due aux chlorures chauds ?

La principale distinction du grade 12 est son alliage avec du molybdène et du nickel. Sa composition nominale est communément écrite Ti-0.3Mo-0.8Ni . Certains producteurs inversent l'ordre des éléments dans leur nom descriptif, en écrivant Ti-0,8Ni-0,3Mo ; la désignation nominale de l'alliage et la chimie certifiée doivent être confirmées dans les documents d'achat. [firmétal ] [alliétitane ]

Le grade 12 est un bon candidat pour un examen technique lorsqu'un composant FGD combine une température élevée, un liquide contenant du chlorure et une géométrie ou des dépôts formant des crevasses. Les zones à évaluer comprennent les interfaces boulonnées ou à brides, les emplacements sous les solides accumulés et les zones liquides où une concentration de chlorure peut se produire.

Deux facteurs locaux importants sont la concentration de chlorures et l’épuisement de l’oxygène dans les espaces restreints. Ils peuvent faire en sorte que la chimie sous les dépôts ou à l’intérieur des crevasses diffère de celle du liquide en vrac. TIMET décrit la résistance améliorée du grade 12 à la corrosion caverneuse dans les saumures chaudes, mais cela n'établit pas une garantie de durée de vie universelle pour chaque processus FGD. [firmétal ]

L'argument le plus solide en faveur du grade 12 est celui du service au chlorure chaud, où les crevasses, les dépôts ou le débit restreint constituent des problèmes crédibles . L'adéquation dépend toujours du pH, de la température, des conditions redox, de la géométrie et de l'historique d'exposition. Pour les environnements fortement acides ou réducteurs, obtenez des données de corrosion applicables au processus réel plutôt que de supposer que le grade 12 est le meilleur choix.

Niveau 2 : un choix pratique pour les emplacements de FGD appropriés

Le grade 2 reste une option pratique pour les plaques de titane lorsque sa résistance et ses performances contre la corrosion répondent aux exigences des composants. Ses itinéraires de formage et de fabrication familiers peuvent être utiles pour les grandes structures de plaques, les revêtements et les pièces fabriquées.

Pour les applications FGD, le grade 2 peut être envisagé dans des emplacements présentant une chimie appropriée, des dépôts et des crevasses contrôlés et des conditions de processus étayées par un examen de la corrosion. Il ne faut pas la sélectionner simplement parce qu’une autre partie de la même tour utilise du titane. L'entrée, l'absorbeur, le conduit de sortie et le revêtement de la cheminée peuvent subir différentes températures, expositions aux liquides et dépôts.

Une sélection de niveau 2 bien étayée doit inclure une chimie et une température de processus documentées, une conception de composants qui évite les espaces stagnants inutiles, des procédures de fabrication de titane qualifiées et une spécification d'achat définissant la qualité, les dimensions, l'inspection et la traçabilité.

La résistance à la corrosion du titane a des limites : le film passif compte

La résistance à la corrosion du titane dépend d'un film protecteur d'oxyde passif. Il fonctionne bien dans de nombreux environnements oxydants, mais il n’est pas résistant à la corrosion. Les conditions réductrices et certains environnements acides peuvent remettre en question la passivité du titane.

Pour les équipements FGD, l’examen des matériaux doit couvrir plus que le fonctionnement normal. Incluez les conditions de nettoyage, d’arrêt et de perturbation qui pourraient modifier la chimie locale. Documentez les solutions de nettoyage, y compris le nettoyage à l'acide organique le cas échéant, les conditions réduisant ou faiblement oxydantes, l'exposition aux liquides stagnants et la concentration locale de chlorure sous les dépôts ou à l'intérieur des crevasses.

Lorsque ces conditions sont crédibles, faites appel à un spécialiste de la corrosion et envisagez des tests représentatifs. L'étiquette générale « service FGD humide » ne suffit pas à établir l'adéquation de l'un ou l'autre grade.

Grade 7 et autres qualités de titane résistantes à la corrosion

Le grade 12 n’est pas la seule option lorsque la résistance à la corrosion caverneuse est importante. Le grade 7 (UNS R52400) est un grade de titane contenant du palladium et peut être envisagé pour un service corrosif lorsque ses performances sont étayées par des données pertinentes. [titanmf ]

La distinction pratique est que le grade 12 est considéré pour une combinaison de résistance supérieure et de performances améliorées contre la corrosion caverneuse dans les saumures chaudes , tandis que le grade 7 est considéré pour ses caractéristiques de résistance à la corrosion. Ne sélectionnez pas le grade 7 en vous attendant à une résistance supérieure à celle du grade 2 ; confirmer les propriétés mécaniques et la chimie de l'alliage par rapport aux spécifications du produit applicables et au rapport d'essai certifié.

Les qualités contenant du palladium peuvent entraîner un coût plus élevé. Lorsqu'un service fortement acide ou chlorure réducteur est crédible, comparez les grades 7, 12 et d'autres candidats appropriés en utilisant des données pertinentes sur la chimie, la température et la géométrie réelle des composants. Le bon choix dépend des conditions de service, de la fabrication, de la disponibilité et du coût du cycle de vie, et non du seul nom de la qualité.

Soudage Grade 2 et Grade 12 : évaluez l’ensemble du joint

La sélection d’une qualité de plaque ne règle pas les performances de corrosion d’un composant fabriqué. Les ingénieurs doivent prendre en compte le métal soudé et la zone affectée par la chaleur ainsi que la plaque mère . Le soudage du titane nécessite des procédures qualifiées et une protection efficace contre la contamination atmosphérique lorsque le métal est chaud.

Pour le grade 12, identifiez la qualité du métal de base dans les documents de fabrication et demandez à l'ingénieur en soudage d'approuver le métal d'apport et la procédure pour la conception du joint, l'épaisseur et l'environnement de service. Ne présumez pas qu'un mastic utilisé pour le grade 2 est automatiquement approprié pour le grade 12 ou qu'un mastic nominalement correspondant prouve à lui seul qu'un joint est approprié.

Avant la fabrication, convenez de la qualification des procédures, des contrôles de blindage et de propreté, des critères d'inspection, de l'acceptation des réparations et de toute évaluation de la corrosion des constructions soudées spécifique au projet.

Collecte d'hydrogène : inclure les conditions de nettoyage et d'arrêt

Le titane peut absorber l'hydrogène dans certains environnements. Une absorption excessive d'hydrogène peut entraîner la formation d'hydrures et une ductilité réduite. Pour les équipements FGD, évaluez les voies crédibles de génération ou de captage d’hydrogène plutôt que de vous concentrer uniquement sur les produits chimiques de nettoyage acides.

Selon le système, examinez les solutions réductrices ou acides, l'exposition à l'eau à température ou haute pression, la protection cathodique et le contact galvanique avec d'autres métaux. Les dépôts et les crevasses peuvent créer des conditions locales différentes de celles du processus en vrac. Le risque dépend de la chimie, de la température, du potentiel, du temps d'exposition, des contraintes et de l'état du matériau.

Ne considérez pas une seule température, telle que 70 °C, comme un seuil universel de dommages causés par l’hydrogène. Si la collecte d'hydrogène est crédible, documentez-la dans l'examen de l'intégrité des matériaux et des équipements et définissez les contrôles de fonctionnement, l'inspection ou les tests appropriés avec un spécialiste qualifié.

Un flux de travail pratique de sélection des matériaux pour les tours FGD

1. Divisez le système en zones de service

Répertoriez l'absorbeur, les sections d'entrée et de trempe, le conduit de sortie, le revêtement de cheminée, les supports, les connexions et les zones de transition humide/sèche. Pour chaque surface, notez si elle entre en contact avec du gaz, du condensat, de la boue, des dépôts, de l'eau de lavage ou une solution de nettoyage. Les conditions peuvent différer considérablement d’un endroit à l’autre.

2. Définir les conditions normales et perturbées

Recueillez la température, le pH, la concentration de chlorure, les conditions oxydantes ou réductrices, la teneur en matières solides, les produits chimiques de nettoyage, les conditions de démarrage et d'arrêt et l'exposition aux pannes. Identifiez les données manquantes et résolvez les lacunes importantes avant de finaliser les spécifications du matériau.

3. Écran de niveau 2, niveau 12 et alternatives

Utilisez les données de processus pour déterminer quelles qualités méritent un examen technique. Le grade 2 est un candidat lorsque ses performances à la corrosion et sa résistance sont adéquates. Le grade 12 mérite une évaluation particulière pour les conditions de chlorure chaud impliquant des crevasses ou des dépôts. Envisagez d'autres qualités résistantes à la corrosion lorsque la chimie justifie une comparaison.

4. Examiner ensemble les plaques, les soudures, le formage et le code de conception

Définissez l’épaisseur des plaques grâce à des calculs structurels et au code de construction applicable. Pour les pièces retenant la pression, déterminez la contrainte admissible à partir des tableaux de matériaux et de températures du code en vigueur. N'utilisez pas la résistance à la traction minimale comme substitut à la contrainte de conception.

Incluez les rayons de formage, les limites de travail à froid, le contrôle du retour élastique, la sélection des produits d'apport de soudure, l'inspection et les exigences de réparation dans la même revue.

5. Précisez le forfait d'achat

Indiquez la qualité, la norme et l'édition du produit, les dimensions et les tolérances, l'état du produit, les exigences de surface, la portée de l'inspection, la documentation des tests, la traçabilité, le marquage et l'emballage. Exiger une certification appropriée et maintenir la traçabilité si les plaques sont coupées ou fabriquées avant l’inspection finale.

Coût du cycle de vie : comparez la solution installée, pas seulement le prix des plaques

Une comparaison solide ne se limite pas au prix au kilogramme. Incluez les coûts de formage et de soudage, l'inspection, l'accès à l'installation, la maintenance et les conséquences du remplacement d'un composant difficile à atteindre.

Demandez aux fournisseurs de proposer un devis pour le même périmètre : qualité et norme, dimensions des plaques, inspection et documentation, traçabilité, emballage, livraison et tout support de fabrication. Comparez la solution installée et maintenable plutôt que le seul prix des matériaux. Un coût initial plus élevé des matériaux ne peut être justifié que lorsque le dossier technique le justifie.

Questions fréquemment posées

Le grade 12 est-il toujours meilleur que le grade 2 pour les tours FGD ?

Non. Le grade 12 a une résistance minimale de référence plus élevée et constitue un bon candidat pour les problèmes de corrosion caverneuse due aux chlorures chauds. Le niveau 2 peut être approprié lorsque la chimie et la conception des composants le soutiennent. La sélection dépend de la zone de service spécifique et non du nom de la tour.

Dans quelle mesure la résistance à la traction minimale du grade 12 est-elle supérieure ?

Les minimums de référence dans cette comparaison sont de 483 MPa pour le grade 12 et de 345 MPa pour le grade 2, soit une différence d'environ 40 %. Confirmez les valeurs par rapport à l'édition de spécifications applicable, à la forme du produit, à l'épaisseur et au rapport de test certifié avant de les utiliser dans l'approvisionnement ou la conception.

L'allongement inférieur du grade 12 affecte-t-il le formage ?

Cela peut affecter la qualification du processus de formage. L'allongement minimum de référence est de 18 % pour le grade 12 contre 20 % pour le grade 2. Définissez les rayons de formage, les limites de travail à froid et les contrôles de retour élastique en fonction de l'épaisseur réelle de la plaque, de sa géométrie et du processus qualifié du fabricant.

Pourquoi un designer pourrait-il plutôt choisir la 7e année ?

Le grade 7 est un grade de titane contenant du palladium considéré pour ses exigences de résistance à la corrosion. Il n'est pas sélectionné comme substitut plus résistant au grade 2. Comparez-le au grade 12 en utilisant les preuves de corrosion spécifiques au service, les exigences du produit et le coût total.

La résistance à la traction minimale peut-elle être utilisée comme contrainte de conception admissible ?

Non. Les valeurs minimales de traction et d'élasticité sont des propriétés d'acceptation du matériau et non des contraintes de conception admissibles. Utilisez les valeurs du code de construction applicables pour le matériau, la température, l'épaisseur et la conception des composants.

Que faut-il vérifier avant de commander une plaque en titane ?

Spécifiez la qualité, la norme et l'édition, les dimensions et les tolérances, la documentation d'inspection et de test, les exigences de surface, la traçabilité, le marquage et l'emballage. Pour les pièces fabriquées, définissez également des procédures de formage et de soudage qualifiées, la sélection des charges et les exigences d'inspection.

Références

1. TIMET, 'TIMETAL® Grade 12.' Fiche technique du fabricant décrivant la composition du Grade 12, sa résistance supérieure à celle du Grade 2 et ses performances en matière de corrosion caverneuse par saumure chaude. [Ouvrir la fiche technique ].

2. Allied Titanium, Spécifications Book (2005) , composition de grade 12 et extrait des propriétés de traction minimales. Utilisez la norme de produit en vigueur en vigueur et le rapport d'essai de matériaux certifié pour l'approvisionnement et la conception. [Ouvrir le document ].

3. TITAN Metal Fabricators, Brochure technique sur le titane. Informations générales sur le comportement à la corrosion des alliages de titane. Confirmez les données spécifiques à la qualité par rapport aux spécifications du matériau applicable et à la fiche technique du fabricant. [Ouvrir la brochure ].